Satu Lapis Atom yang Menciptakan Terobosan Masa Depan Energi

Penulis: Alya Azzura

Mahasiswa.Co.Id, Jakarta, (18/4/2026) - Pernahkah Anda merasa kesal karena baterai ponsel habis di saat penting? Nah inovasi nanoteknologi hadir untuk mengatasi masalah tersebut. Saat ini, para peneliti tengah mengembangkan material ajaib berukuran atom yang kita sebut sebagai graphene. Material ini terdiri dari satu lapis atom karbon yang tersusun dalam kisi heksagonal dua dimensi dengan ketebalan 0,335 nanometer. Meskipun sangat tipis, graphene memiliki kekuatan mekanis dan konduktivitas listrik yang luar biasa. Material ini mampu menghantarkan listrik jauh lebih cepat daripada kabel tembaga biasa.

Graphene memiliki konduktivitas listrik tertinggi yang pernah para ilmuwan ukur, yakni 10⁸ S/m. Faktanya, satu gram graphene memiliki luas permukaan aktif sekitar 2.630 meter persegi. Karenanya, graphene mampu menampung lebih banyak ion litium secara bersamaan. Peneliti memanfaatkan sifat unggul ini untuk merancang elektroda baterai generasi terbaru.

Selain untuk ponsel, teknologi ini juga membawa perubahan besar bagi mobil listrik (EV). Meskipun baterai lithium-ion (Li-ion) saat ini mendominasi pasar, keterbatasan waktu pengisian daya dan manajemen termal mendorong eksplorasi teknologi baterai alternatif. Penelitian dilakukan untuk mengevaluasi potensi baterai graphene sebagai alternatif Li-ion untuk mempercepat pengisian daya dan mengoptimalkan manajemen termal EV. Penggunaan baterai berbahan graphene membuat waktu pengisian daya menjadi jauh lebih singkat. Pengemudi tidak perlu lagi mengantri lama hanya untuk mengisi energi kendaraan mereka.

Baterai lithium-ion konvensional menggunakan grafit sebagai material anoda. Namun, ion lithium berdifusi lambat menembus struktur grafit tiga dimensi. Sebaliknya, graphene menghadirkan geometri dua dimensi yang mempersingkat jalur difusi secara drastis. Alhasil, pengisian daya berlangsung jauh lebih cepat tanpa merusak elektroda. Selain itu, konduktivitas termal graphene yang mencapai 5.300 W/mK mampu menyebarkan panas secara merata dan aman. Keunggulan ini membuat baterai tetap dingin dan tidak mudah rusak meski sering digunakan. Efisiensi energi yang tinggi ini tentu sangat mendukung kelestarian lingkungan kita. Graphene telah memperlihatkan bahwa rekayasa nanomaterial dapat berpotensi besar dalam aplikasi penyimpanan energi. Sifat unik pada skala atomik diterjemahkan menjadi performa yang melampaui material konvensional.

Artikel Berita Ini Ditulis Oleh
Penulis: Alya Azzura (Rekayasa Nanoteknologi)

Referensi
Balandin, A. A., Ghosh, S., Bao, W., Calizo, I., Teweldebrhan, D., Miao, F., & Lau, C. N. (2008). Superior Thermal Conductivity of Single-Layer Graphene. Nano Letters, 8(3), 902–907. https://doi.org/10.1021/nl0731872

Wang, Yang & Weng, George. (2018). Electrical Conductivity of Carbon Nanotube- and Graphene-Based Nanocomposites.

Singh, A., Ahmed, A., Sharma, A., & Arya, S. (2022). Graphene and Its Derivatives: Synthesis and Application in the Electrochemical Detection of Analytes in Sweat. Biosensors, 12(10), 910. https://doi.org/10.3390/bios12100910

Fitriani Rahayu, E., & Nurul Amalia, A. (2020). Sintesis Graphene Melalui Iradiasi Microwave Sebagai Sensor Metanol. Fullerene Journ. Of Chem, 5(1), 40–44.

Fu, X., Liu, Y., Wang, X., Kang, L., & Qiu, T. (2025). Graphene-based advanced materials for energy storage and conversion systems: Progress, challenges, and commercial future. Applied Energy, 386, 125566. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2025.125566

Resman, M., Herakovič, N., & Debevec, M. (2025). Integrating Digital Twin Technology to Achieve Higher Operational Efficiency and Sustainability in Manufacturing Systems. Systems, 13(3), 180. https://doi.org/10.3390/systems13030180